一种无铅宽带隙Cs-Ag-Cl双金属卤化物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种无铅宽带隙Cs

【技术实现步骤摘要】
一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光电材料制备领域，具体涉及一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，宽带隙半导体由于其具有较高的辐射强度、固有的日盲吸收特性、耐高温以及激子结合能较大等优异性能，受到了各界研究学者的广泛关注。经过文献调研，目前研究较多的宽带隙半导体材料比如IV族碳、V族氮化物和磷化物、VI族氧化物、VII族Cu基等。这些宽带隙半导体合成工艺比较精密，比如通过化学气相沉积法(CVD)在金刚石衬底上制备SiC、等离子体辅助分子束外延生长(MBE)和自组装生长模式在不同的衬底上生长GaN、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在c面蓝宝石衬底上生长Ga2O3以及通过溅射生长CuI薄膜等，生长周期长、需要高真空环境，生长条件比较严格。
[0003]可采用简单的球磨法制备的宽带隙半导体材料Cs
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Ag
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Cl体系已映入人们的眼帘。Cs
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Ag
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Cl体系具有无毒、固有日盲吸收特性，关于Cs
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Ag
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Cl的不足之处是尚未出现通过一种简单的方式来可控生长单晶CsAgCl2片和Cs2AgCl3线的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，填补可控合成高纯相、高结晶质量Cs/>‑
Ag
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Cl单晶以及此体系在日盲紫外光电探测领域的空白。基于此，提出一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物及其制备方法和应用，从而为制备高性能无铅宽带隙光电探测器打下了夯实的材料基础，也为日盲紫外光探测材料领域增添了新成员。
[0005]本专利技术的技术方案通过以下技术方案解决：
[0006]一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)对衬底进行清洗以及亲水处理；
[0008](2)将CsCl和AgCl溶于有机溶剂二甲基亚砜中，得到混合溶液；
[0009](3)将混合溶液在室温下充分搅拌，得到前驱体溶液；
[0010](4)将前驱体溶液滴加在步骤(1)处理好的衬底上；
[0011](5)在20
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80℃下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，生长Cs
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Ag
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Cl材料，最后对Cs
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Ag
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Cl材料干燥，得到无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物。
[0012]进一步地，步骤(5)中，室温下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，得到纯相CsAgCl2片；
[0013]进一步地，步骤(5)中，50
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80℃下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，得到纯相Cs2AgCl3线。
[0014]进一步地，对纯相CsAgCl2片的干燥采用高纯氮气迅速吹干。
[0015]进一步地，生长CsAgCl2片时，在光学显微镜下使用滤纸沿着衬底的边缘吸取多余的溶剂。
[0016]进一步地，步骤(2)中，CsCl和AgCl粉末的摩尔比为2:1；混合溶液中，CsCl的浓度为0.1
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0.4mmol/mL，AgCl的浓度为0.05
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0.2mmol/mL。
[0017]进一步地，步骤(1)中，衬底为Si衬底、二氧化硅衬底或普通玻璃衬底；清洗后的衬底使用等离子体处理机处理，使衬底具有亲水性。
[0018]进一步地，步骤(3)中，搅拌速度为5000
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7000转每分钟，搅拌时间为3
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5小时。
[0019]一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物，采用所述的制备方法制备。
[0020]一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物在日盲紫外光探测器中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术首次采用简单的一步低温液相合成技术，具有合成工艺简单、能耗小的特点，实现了一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物制备，为Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物材料在日盲紫外光电方面的应用提供了良好的材料基础。
[0023]本专利技术基于Cs
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Ag
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Cl微米级材料制备的金属
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半导体
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金属器件对日盲紫外光敏感，在日盲紫外光电探测领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0024]图1为实施例1中在玻璃衬底上生长的CsAgCl2微米盘的扫描电子显微镜图
[0025]图2为实施例1中在玻璃衬底上生长的CsAgCl2微米盘的X射线衍射图
[0026]图3为实施例1中所制备的CsAgCl2微米盘光电探测器在5V，265纳米的固定光照强度(3.4毫瓦每平方米)下电流随时间的变化曲线
[0027]图4为实施例2中Cs2AgCl3微米线的扫描电子显微镜图
[0028]图5为实施例2制备的Cs2AgCl3微米线的X射线衍射图谱
[0029]图6为实施例2中所制备的Cs2AgCl3微米线光电探测器在5V，265纳米的固定光照强度(3.4毫瓦每平方米)下电流随时间的变化曲线
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，包括以下步骤：
[0032](1)对目标衬底进行清洗以及亲水处理；
[0033]所述目标衬底为Si衬底、300nm厚二氧化硅衬底以及普通玻璃衬底。将衬底分别置于丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗15分钟，从而实现衬底的清洗处理。然后使用等离子体处理机处理10分钟，使衬底具有亲水性。
[0034](2)按照比例配制CsCl、AgCl的混合粉末，将称量好的CsCl和AgCl溶于有机溶剂二甲基亚砜中，得到混合溶液；
[0035]CsCl和AgCl的粉末摩尔比为2:1；混合溶液中，CsCl的浓度为0.1
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0.4mmol/mL，AgCl的浓度为0.05
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0.2mmol/mL。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对衬底进行清洗以及亲水处理；(2)将CsCl和AgCl溶于有机溶剂二甲基亚砜中，得到混合溶液；(3)将混合溶液在室温下充分搅拌，得到前驱体溶液；(4)将前驱体溶液滴加在步骤(1)处理好的衬底上；(5)在20
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80℃下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，生长Cs
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Ag
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Cl材料，最后对Cs
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Ag
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Cl材料干燥，得到无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物。2.根据权利要求1所述的一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，室温下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，得到纯相CsAgCl2片。3.根据权利要求1所述的一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，50
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80℃下，使衬底上的有机溶剂进行蒸发，得到纯相Cs2AgCl3线。4.根据权利要求2所述的一种无铅宽带隙Cs
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Ag
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Cl双金属卤化物的制备方法，其特征在于，对纯相CsAgCl2片的干燥采用高纯氮气迅速吹干。5.根据权利要求2所述的一种无铅宽带隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：史志锋，闫敬敬，田世超，陈旭，贾陌尘，李新建，
申请(专利权)人：河南超威光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：